UARTとは?通信の仕組みを解説

UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)はマイコンに組み込まれた機能の1つで,他のマイコンや周辺機器との通信規格の1つです.

非同期式シリアル通信のため,配線が少なくすみます.

ここではUARTの通信の仕組みについて解説していきます.

UARTとは?

UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)は非同期式シリアル通信の1つです.

非同期式というのは,データ伝送のタイミングを揃えない=クロックを使用しない,ということです.

UARTに対して,I2CやSPIは同期式シリアル通信と呼ばれ,クロックを使用してデータのタイミングを揃えています.

そのため,UARTはI2CやSPIと比べて仕組みが単純です.

TXとRX

UARTの通信にはTXRXという2つのポートを使用します.

TXは送信(Transmitter),RXは受信(Receiver)のことを意味します.

UARTの場合には,自分側のTXと相手側のRX,自分側のRXと相手側のTXをそれぞれ接続します.

送信(TX)と受信(RX)が対になります.

TX,RXはそれぞれTxD,RxDなどと書かれることもあります.

ボーレート

UARTは非同期式でクロックが存在しないため,通信を行うにはデータ伝送のスピードを両者で合わせておく必要があります.

UARTではこのデータ伝送のスピードをボーレート(Baud Rate)といいます.単位はbps(bit per second)です.

ボーレートは1秒間に何bitのデータをやりとりできるかを意味します.

よく使われるボーレートは次の通りです.

  • 4800bps
  • 9600bps
  • 19200bps
  • 38400bps
  • 57600bps
  • 115200bps

通信の仕組み

UARTの通信の仕組みは非常に単純です.

電圧レベルは通常HIGHになっており,データの送信開始をLOWレベルで知らせます.(Start Bit

その後,データを8ビット,ボーレートに合わせて送信します.

8ビット目が送信し終わると,電圧レベルをHIGHにあげてデータの送信終了を知らせます.(Stop Bit

データの誤り検知のためにパリティビットが使われることもあります.

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